【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滚动轴承诊断，具体涉及一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法及系统。
技术介绍
1、滚动轴承是许多机械系统中常见的关键部件，它们支持和引导旋转轴，振动是滚动轴承故障的常见指标之一，因为故障往往导致轴承振动水平的变化。
2、现有技术存在以下不足：
3、现有故障诊断系统通常是通过在滚动轴承的附近安装振动传感器来实时监测滚动轴承的振动幅度，当实时振动幅度超过振动阈值时发出警报提示，然而，在实际应用中，受设备或外界的影响，可能会导致滚动轴承存在间歇式振动幅度超过振动阈值，而间歇式的振动可能并不会造成滚动轴承故障，此时故障诊断系统会频繁误报，增加系统负担以及人工负担(发出警示时需要人工巡检)。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
3、诊断系统通过振动传感器监测滚动轴承的振动幅度，若振动幅度超过第一振动阈值，则通过计时器开始计时；
4、当计时时长等于时长阈值时，诊断系统判断使用滚动轴承的设备是否处于运行状态，并依据运行状态生成设备运行指数；
5、获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理；
6、将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数，诊断系统依据轴承系数与警示阈值的对比结
7、当初始监测的振动幅度超过第二振动阈值或在计时过程中振动幅度超过第二振动阈值，诊断系统直接发出警示信号，将警示信号远程发送至管理平台。
8、在一个优选的实施方式中，获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理包括以下步骤：
9、诊断系统通过设备系统日志获取滚动轴承的使用数据，通过滚动轴承附近的分贝计获取噪声数据，通过滚动轴承附近的温度传感器获取温度数据，通过滚动轴承上的位移传感器获取位移数据；
10、对使用数据进行预处理后获取老化率，对噪声数据进行预处理后获取平均噪声分贝，对温度数据预处理后获取温度偏差值，对位移数据进行预处理后获取坐标相似度。
11、在一个优选的实施方式中，将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数包括以下步骤：
12、诊断模型的函数表达式为：
13、式中，zcx为轴承系数，syz为设备运行指数，lh为老化率，为平均噪声分贝，wp为温度偏差值，jl为坐标相似度，ω1、ω2、ω3、ω4分别为老化率、平均噪声分贝、温度偏差值、坐标相似度的权重系数，且ω1+ω2+ω3+ω4＝1，ω4>ω2>ω1>ω3。
14、在滚动轴承出现振动时，获取实时的老化率、平均噪声分贝、温度偏差值、坐标相似度代入诊断模型计算获取轴承系数。
15、在一个优选的实施方式中，诊断系统依据轴承系数与警示阈值的对比结果判断是否需要发出警示信号包括以下步骤：
16、获取轴承系数后，将轴承系数与预设的警示阈值进行对比；
17、若轴承系数大于警示阈值，判断需要发出警示信号；
18、若轴承系数小于等于警示阈值，判断不需要发出警示信号。
19、在一个优选的实施方式中，对位移数据进行预处理后获取坐标相似度，坐标相似度的计算表达式为：式中，jl为坐标相似度，(x2,y2)为滚动轴承的当前x轴和y轴坐标，(x1,y1)为滚动轴承的标准x轴和y轴坐标。
20、在一个优选的实施方式中，对温度数据预处理后获取温度偏差值，温度偏差值的计算表达式为：wp＝|ws-wb|，式中，wp为温度偏差值，ws为实时温度，wb为标准温度。
21、在一个优选的实施方式中，对噪声数据进行预处理后获取平均噪声分贝，平均噪声分贝的计算表达式为：式中，为平均噪声分贝，i＝1、2、3、...、n，n表示一段时间内的取样点数量，dbi表示第i个取样点处的噪声分贝。
22、在一个优选的实施方式中，对使用数据进行预处理后获取老化率，老化率的计算表达式为：
23、式中，c是基本动载荷，p是实际工作负载，lh是老化率。
24、在一个优选的实施方式中，诊断系统判断使用滚动轴承的设备是否处于运行状态，并依据运行状态生成设备运行指数包括以下步骤：
25、当判断使用滚动轴承的设备处于运行状态，且持续一段时间，依据运行状态生成设备运行指数syz＝1.5，当判断使用滚动轴承的设备处于停止状态，依据运行状态生成设备运行指数syz＝1.0。
26、本专利技术还提供一种基于滚动轴承振动的故障诊断系统，包括振幅监测模块、计时模块、设备状态获取模块、数据采集模块、综合分析模块、故障诊断模块、振幅判断模块、通信模块；
27、振幅监测模块：通过振动传感器监测滚动轴承的振动幅度；
28、计时模块：振动幅度超过第一振动阈值，则通过计时器开始计时；
29、设备状态获取模块：当计时时长等于时长阈值时，判断使用滚动轴承的设备是否处于运行状态，并依据运行状态生成设备运行指数；
30、数据采集模块：获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理；
31、综合分析模块：将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数；
32、故障诊断模块：依据轴承系数与警示阈值的对比结果判断是否需要发出警示信号；
33、振幅判断模块：当初始监测的振动幅度超过第二振动阈值或在计时过程中振动幅度超过第二振动阈值，直接发出警示信号；
34、通信模块：将警示信号远程发送至管理平台。
35、在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
36、本专利技术通过振动传感器监测滚动轴承的振动幅度，若振动幅度超过第一振动阈值，则通过计时器开始计时，当计时时长等于时长阈值时，诊断系统判断使用滚动轴承的设备是否处于运行状态，并依据运行状态生成设备运行指数，然后获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理后，将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数，诊断系统依据轴承系数与警示阈值的对比结果判断是否需要发出警示信号。该诊断系统能够有效结合设备数据以及滚动轴承数据进行分析，分析存在振动状况下的滚动轴承是否有故障的可能，从而能够准确进行警示，有效降低诊断系统出现误报的概率。
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1.一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：所述诊断方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：诊断系统依据轴承系数与警示阈值的对比结果判断是否需要发出警示信号包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对位移数据进行预处理后获取坐标相似度，坐标相似度的计算表达式为：式中，JL为坐标相似度，(x2,y2)为滚动轴承的当前x轴和y轴坐标，(x1,y1)为滚动轴承的标准x轴和y轴坐标。
6.根据权利要求5所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对温度数据预处理后获取温度偏差值，温度偏差值的计算表达式为：WP＝|W
7.根据权利要求6所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对噪声数据进行预处理后获取平均噪声分贝，平均噪声分贝的计算表达式为：式中，为平均噪声分贝，i＝1、2、3、...、n，n表示一段时间内的取样点数量，dbi表示第i个取样点处的噪声分贝。
8.根据权利要求7所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对使用数据进行预处理后获取老化率，老化率的计算表达式为：
9.根据权利要求8所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：诊断系统判断使用滚动轴承的设备是否处于运行状态，并依据运行状态生成设备运行指数包括以下步骤：
10.一种基于滚动轴承振动的故障诊断系统，用于实现权利要求1-9任一项所述的诊断方法，其特征在于：包括振幅监测模块、计时模块、设备状态获取模块、数据采集模块、综合分析模块、故障诊断模块、振幅判断模块、通信模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：所述诊断方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：获取滚动轴承的健康数据，对滚动轴承健康数据进行预处理包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：将设备运行指数与预处理后的健康数据通过诊断模型综合分析，输出滚动轴承的轴承系数包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：诊断系统依据轴承系数与警示阈值的对比结果判断是否需要发出警示信号包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对位移数据进行预处理后获取坐标相似度，坐标相似度的计算表达式为：式中，jl为坐标相似度，(x2,y2)为滚动轴承的当前x轴和y轴坐标，(x1,y1)为滚动轴承的标准x轴和y轴坐标。
6.根据权利要求5所述的一种基于滚动轴承振动的故障诊断方法，其特征在于：对温度数据预处...
【专利技术属性】
技术研发人员：张西京，王磊，王飞，
申请(专利权)人：陕西重构智信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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